MDEA脱碳.docx
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MDEA脱碳.docx
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MDEA脱碳
脱碳工段作业指导书
1.目的:
规范岗位人员的操作方法、提高岗位人员的操作水平。
2..范围:
本规程适用于甲醇厂二期脱碳岗位。
3.职责:
3.1认真操作执行各项工艺指标。
3.2在操作中做到各设备的保养和维护。
3.3遇到不正常情况做到及时准确处理解决,解决不了的及时上报。
4.技术规程及操作
MDEA水溶液(贫液)吸收来自变脱工段水煤气中所含的二氧化碳气体,使水煤气中的二氧化碳得到大部分脱除。
吸收二氧化碳后的MDEA水溶液(富液)经过加热、减压在再生塔中得到汽提、再生,经再生后的贫液冷却换热后循环使用。
MDEA物化性质及脱碳原理
MDEA学名N-甲基二乙醇胺(纯度99%),为无色或微黄色粘性液体,分子式:
CH3N(CH2CH2OH)2,沸点246~249℃/760mmHg;比重1.0425g/ml(20℃);冰点-21℃(纯度99%);粘度101Cp(20℃);易与水、乙醇、乙醚等混溶。
MDEA水溶液属于有机碱溶液,在水中呈弱碱性;遇酸性二氧化碳气体将发生酸碱中和反应,同时在较高压力下,二氧化碳气体有较高的物理溶解性;所以整个吸收过程属于物理、化学吸收过程。
吸收二氧化碳后的MDEA富液进入再生塔顶部减压闪蒸,半贫液在塔底加热分解使二氧化碳彻底释放,同时塔底气体上升的过程中对塔顶的富液形成二次气提的功效;所以整个再生过程也属于物理、化学再生过程。
改良N甲基二乙醇胺法脱碳是MDEA的水溶液添加少量的活化剂形成的。
该法的吸收和再生过程可用一个反应式表示:
R2CH3N+CO2+H2O==R2CH3NH+.HCO3-
(1)
这是一个可逆放热反应,实际过程是分步进行的,即:
CO2+H2O==H2CO3
(2)
H2CO3==H++HCO3-(3)
H++R2CH3N==R2CH3NH+(4)
反应式
(2)即CO2水合反应很慢,是整个过程的控制步骤,加入活化剂后,吸收CO2的反应按下面历程进行:
R2NH+CO2==R2NCOOH(5)
R2NCOOH==R2NCOO-+H+(6)
R2CH3N+H+==R2CH3NH+(7)
R2NCOO-+H2O==R2NH+HCO3-(8)
由可见,R2NH是循环使用的,其中(5)是全过程的控制步骤,但比
(2)的反应速度快的多,活化剂起了传递CO2的作用,加快了反应速度,同时活化剂也降低了溶液中CO2的平衡分压,提高了原料气的净化度。
活化剂在表面吸收了CO2然后液相传送,活化剂被再生。
4.1流程简述(流程图)
4.1.1气体流程
经分离后的变脱气(0.8MPa、40℃)进入吸收塔低部与塔顶喷淋而下的液体逆流接触,二氧化碳在此被大部分吸收;从塔顶出来的净化气(0.8MPa、60℃)经净化气冷却器冷却后,进入净化气分离器,分离掉MDEA水溶液的气体送往精脱硫工段。
4.1.2液体流程
吸收二氧化碳后的富液(70℃)从吸收塔底出来进入溶液换热器,吸收热量后的富液(85℃)进入再生塔与上升的解吸气逆流接触后流入塔内集液槽,从集液槽出来的液体(90℃)进入煮沸器,加热后的气液混合物(110℃)进入再生塔下部,气体从集液槽升气管进入上段填料层进行气提,塔底贫液(104℃)进入溶液换热器与富液热量交换,放热后的液体(85℃)进入贫液冷却器进行冷却,冷却后的液体(60℃)由溶液泵打入吸收塔进行循环使用。
4.1.3二氧化碳流程
由再生塔顶部出来的气汽混合物进入再生器冷却器,冷却回收冷凝液后气体送往再生器分离器,分离后的二氧化碳放空。
4.2工艺指标
4.2.1一类指标
净化气中CO2含量3-5%
4.2.2二类指标
溶液比例MDEA:
水=1:
0.82
再生塔压差0.01—0.02MPa
煮沸器出口温度105—115℃
入吸收塔贫液温度55—65℃
净化气温度〈40℃
再生气温度〈40℃
贫液PH值8—10
溶液泵出口压力〉1.2MPa
吸收塔压差〈0.05MPa
4.3设备简述(见表格)
4.4自调阀及阀位
4.4.1煮沸器蒸汽入口调节阀——气开式
4.4.2蒸汽冷凝水调节阀——气开式
4.4.3冷凝回收液调节阀——气开式
4.5巡检内容及路线
4.5.1内容:
4.5.1.1根据操作记录表,按时检查记录。
4.5.1.2及时注意各塔槽液位和系统压力、温度。
4.5.1.3及时检查溶液泵、冷凝水泵等运转设备运转情况。
4.5.1.4勤检查、及时排放各分离设备的冷凝水,检查系统设备管道阀门泄露情况。
4.5.2路线:
蒸汽入口管——吸收塔、冷却塔、分离器——再生塔、冷却塔、分离器——冷凝水槽、冷凝水泵——脱碳泵、地下槽——换热器、冷却器
4.6正常操作要点及注意事项
各点参数的调整首先要满足净化气中CO2的含量符合工艺指标,然后再此前提下尽量降低蒸汽消耗以及溶液泵的电耗。
因此,调整的主要对象为:
A、贫液流量;B、进吸收塔贫液温度;C、出煮沸器贫液温度
4.6.1进吸收塔贫液温度一般控制55—65℃。
温度太低,吸收效果好但蒸汽消耗增大;温度太高,蒸汽消耗减少但吸收效果差,并且溶液损耗也大;所以,在保证净化气中CO2含量、及溶液消耗少的情况下,尽量提高吸收温度以降低蒸汽消耗。
控制时由贫液冷却器的循环冷却水来控制。
4.6.2出煮沸器贫液温度一般控制在105—115℃。
它是溶液的沸点温度,沸点随压力的升高而升高,常压下为102—104℃,在0.03MPa下为110—115℃;贫液流量恒定的条件下,蒸汽用量的大小会直接影响溶液的沸点;用量过大,二次蒸汽就过大,随之阻力增加,沸点上升;若蒸汽变化较小,沸点变化不大;若蒸汽用量太小,则直接影响贫液中CO2的含量;而贫液中CO2的含量也直接影响净化气中CO2的含量。
所以控制好蒸汽用量至关重要。
4.6.3贫液中CO2的含量直接影响净化气中CO2的含量。
一般贫液中CO2的含量过高,会造成净化气中CO2的含量超标;相反,贫液中CO2的含量过低,则蒸汽消耗就要增大。
4.6.4贫液流量:
贫液流量的大小会直接影响净化气中的CO2的含量,同时也直接与蒸汽的用量相关。
因此,调节贫液流量大小的原则为在保证净化气中CO2的含量符合指标的前提下,尽可能减少蒸汽消耗。
4.6.5再生塔塔底温度:
此处温度较滞后,它受煮沸器加热的高低及塔底的高低的影响,所以要注意煮沸器蒸汽用量与塔底温度之间的关系。
4.6.6再生塔压力的控制:
塔内压力的控制直接影响到再生的好坏及煮沸器蒸汽的消耗量。
塔内压力控制高,再生效果好,煮沸器温度上升,MDEA消耗加大,蒸汽消耗加大;塔内压力控制低,再生效果差,煮沸器温度下降。
所以,在达到贫液贫度的情况下,塔内压力尽量控制低线。
4.6.7其他各点温度的控制是随以上各参数变动而变动。
4.6.8保证MDEA脱碳液的质量。
循环使用过程中及时回收冷凝水,根据液位及浓度的变化及时补加软水和MDEA液体,保证液体所需的浓度及PH值。
4.6.9控制好各塔液位,防止液封及溶液泵抽空的现象的发生。
吸收塔液位太高将会发生液封现象,液位太低容易发生串气等重大事故,一般控制在1/3—2/3为好;再生塔液位控制太高,煮沸器温度上升,阻力加大,液位控制太低,溶液泵容易抽空,所以液位应控制在稍高线1/2—3/4为好。
4.7正常开车
4.7.1变换气入吸收系统升压至0.4MPa
4.7.2按正常步骤启动贫液泵,待出口压力达1.0MPa,打开出口阀向吸收塔送液。
4.7.3吸收塔液位上升时,缓慢打开液位调节阀向气体塔送液,进行液相循环。
4.7.4调节各塔液位至稳定,如系统溶液不足,可启动地下泵补液。
4.7.5变换气入吸收系统,由净化气冷却器、分离器出口放空或送入下一工段。
4.7.6根据变换气流量和净化气分析数据,调节贫液流量控制CO2的成份满足生产的需要。
4.7.7调节煮沸器的温度,控制再生,稳定贫液液相CO2成份,确保再生效果。
4.7.8适当开启再生器放空阀,稳定再生压力。
4.7.9密切注意吸收塔、汽提塔、气体进出口压差变化情况,当压差变化升高,及时分析原因,出现拦液现象,要向系统缓慢加入消泡剂,但必须慎重使用消泡剂,确定压差加大的原因,确定是由于溶液起泡严重引起的,才可使用消泡剂。
4.8正常停车
4.8.1短期停车:
4.8.1.1接停车通知后,等压缩机减量后,关系统进出口大阀。
并且关系统进口蒸汽总阀。
4.8.1.2待系统停车,溶液循环一段时间后,然后再停溶液泵、冷凝水泵,系统保压。
4.8.1.3然后关闭再生器分离器出口阀(严防空气进入系统)。
4.8.2紧急停车:
4.8.2.1如遇全厂突然停电或重大设备事故,气柜低于安全位置等紧急性情况时须紧急停车。
4.8.2.2迅速关闭出入口大阀,蒸汽总阀,吸收塔溶液出入口阀,尽量快的与其他工序切断。
4.8.2.3注意自身各塔液位,急忙中严防串气及抽空现象。
4.8.2.4再按短期停车步骤进行。
4.8.3长期停车
4.8.3.1按短期停车步骤停车后,打开放空阀卸压。
4.8.3.2停车后,将脱碳液倒入地槽和储槽贮存,或其他容器贮存,如果再生系统须检修,可用清水清洗合格后进行检修。
4.8.3.3系统置换配合下工段用惰性气和空气,同时进行置换。
4.8.3.4置换方案:
在系统入口取样分析惰性气合格后打开系统入口阀导入系统,打开系统出口放空。
将排污阀、倒淋阀、分析取样阀、压力表阀打开排放,在各排放点取样分析(CO+H2)≤5.5%系统置换结束。
系统置换后要用NaOH溶液进行冲洗,然后在用脱盐水反复冲洗,然后才能检修。
4.9溶液系统清洗
人工清理再生塔、储槽、地槽后,向两糟内加清水,然后从排污阀放掉,这样反复几次,直至水清为合格;然后将吸收塔充压至0.6MPa,溶液配置为5%NaOH并加温至80℃左右后打入系统各塔建起相应的液位,开起溶液泵系统循环清洗24小时,使设备、管线、填料上的油污彻底去除,最后将NaOH溶液放掉;然后系统从新补入软水,系统循环24小时充分洗掉残余碱液,将水排尽,清洗完成。
4.10脱碳系统水煤气置换
与变脱工段联系,将水煤气送入脱碳系统并在入口取样合格后,打开入口阀送入脱碳系统。
按流程顺序开各设备的排污阀、脱碳出口放空阀,直到从脱碳出口取样分析氧含量小于0.5%为合格,关闭各放空阀、排污阀,使系统保持正压。
4.11脱碳MDEA溶液制备
在化药槽中加入脱盐水通蒸汽和空气加热至60-800C,然后按配比要求MDEA:
水=1:
0.82(~550g/l),并加入部分消泡剂(总量为3kg)后打入再生塔,由溶液泵再补入吸收塔,吸收塔充压至0.6MPa后,液向开始循环。
正常生产中,直接用储槽内的MDEA液体进行配制。
4.12不正常情况及处理
不正常现象
原因
处理方法
净化气中CO2含量高
1汽提塔CO2底溶液温度低贫液液相二氧化碳高。
②溶液循环量小。
③溶液浓度过低,活化剂含量少。
④系统压力突然升高,循环量下降。
⑤吸收塔、汽提塔拦液严重。
⑥来气中二氧化碳含量高。
⑦溶液中杂质增多,活性不好。
①增加再沸器蒸汽用量,提高温度,降低液相二氧化碳。
2加大循环量。
3蒸浓或补液,补充活化剂达指标。
④稳定压力加大循环量。
⑤分析原因,按拦液原因处理。
⑥增大循环量。
⑦启用过滤器过滤溶液,必要时更换部分溶液。
溶液再生度低
①再沸器蒸汽用量少。
②溶液循环量大。
③因补水过多,汽提塔底温度下降。
④再生气压力高,再生不好。
①加大蒸汽用量
②在保证净化气二氧化碳指标的前提下调节其他指标,适当减少循环量。
③加大蒸汽,提高溶液温度。
④适当降低压力维持指标。
吸收塔压差增大
①吸收塔拦液。
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